环境土建工程概论第3章

1、2 1第第3章章 土木工程建筑材料土木工程建筑材料3.1 3.1 常用建筑材料的基本性质常用建筑材料的基本性质3.2 3.2 粘土砖瓦粘土砖瓦3.3 3.3 胶凝材料胶凝材料3.4 3.4 混凝土与砂浆混凝土与砂浆3.5 3.5 建筑钢材与钢筋混凝土建筑钢材与钢筋混凝土3.6 3.6 木材木材3.7 3.7 建筑塑料建筑塑料3.8 3.8 沥青防水材料沥青防水材料3.9 3.9 保温材料保温材料2 23.1 常用建筑材料的基本性质常用建筑材料的基本性质B 建筑材料的物理性质建筑材料的物理性质材料结构材料结构：固体（实体）固体（实体） 孔孔u闭口孔隙闭口孔隙u开口孔隙开口孔隙1.固体（实体）固体

2、（实体） 2.闭口孔隙闭口孔隙 3.开口孔隙开口孔隙 v体积是材料占有的空间尺寸。体积是材料占有的空间尺寸。v由于材料具有不同的物理状态，因而表现出不同的体积。由于材料具有不同的物理状态，因而表现出不同的体积。v绝密体积、表观体积、堆积体积绝密体积、表观体积、堆积体积材料的体积：材料的体积：2 3B 建筑材料的物理性质建筑材料的物理性质与质量有关的物理性质：与质量有关的物理性质：v定义：定义：干材料在绝对密实状态下的体积，即材料内部没干材料在绝对密实状态下的体积，即材料内部没 有孔隙时的体积，或不包括内部孔隙的材料体积。有孔隙时的体积，或不包括内部孔隙的材料体积。v表示方法：表示方法：以表示以

3、表示v测定方法：测定方法：q比较密实的材料，如玻璃、钢材等，通常认为其比较密实的材料，如玻璃、钢材等，通常认为其 于绝对密实状态下，直接测其体积；于绝对密实状态下，直接测其体积； q 一般多孔材料，如砖，应磨成细粉（粒径小于一般多孔材料，如砖，应磨成细粉（粒径小于 0.2mm）排除其内部孔隙，用李氏瓶测其实际体积）排除其内部孔隙，用李氏瓶测其实际体积2 4B 建筑材料的物理性质建筑材料的物理性质与质量有关的物理性质：与质量有关的物理性质：v定义：材料在自然状态下的体积，即整体材定义：材料在自然状态下的体积，即整体材料的外观体积（含内部孔隙和水分）。料的外观体积（含内部孔隙和水分）。v表示方法：

4、以表示方法：以0表示。表示。v测定方法测定方法q对形状规则的材料，直接测量；对形状规则的材料，直接测量；q对形状不规则的材料，蜡封后用排水法测对形状不规则的材料，蜡封后用排水法测量量2 5B 建筑材料的物理性质建筑材料的物理性质与质量有关的物理性质：与质量有关的物理性质：v定义：粉状或粒状材料，在堆集状态下的总体外观体定义：粉状或粒状材料，在堆集状态下的总体外观体积。积。v表示方法：以表示方法：以V表示表示v测定方法：测定方法：q包括了材料间的空隙体积包括了材料间的空隙体积q用既定容积的容器测定用既定容积的容器测定。v与堆积状态有关与堆积状态有关（同一材料）（同一材料）q松散堆积下的体积较大松

5、散堆积下的体积较大q密实堆积状态下的体积较小密实堆积状态下的体积较小2 6B 建筑材料的物理性质建筑材料的物理性质与质量有关的物理性质：与质量有关的物理性质： 定义：材料在绝对密实状态下单位体积的重量。定义：材料在绝对密实状态下单位体积的重量。 计算式：计算式： = m/v式中式中 ： 密度（密度（kg/m3） m 材料的干燥质量，材料的干燥质量，kg。 v 材料在材料在绝对密实状态下的体积，绝对密实状态下的体积，m3 测定方法：李氏瓶法、排水法、几何法。测定方法：李氏瓶法、排水法、几何法。 意义：反映材料的结构状态，意义：反映材料的结构状态， 例如：用密度控制例如：用密度控制玻璃的生产。玻璃

6、的生产。2 7有孔材料密度的测定B 建筑材料的物理性质建筑材料的物理性质与质量有关的物理性质：与质量有关的物理性质：2 8B 建筑材料的物理性质建筑材料的物理性质与质量有关的物理性质：与质量有关的物理性质： 定义：表观密度在自然状态下，材料单位体积的重量定义：表观密度在自然状态下，材料单位体积的重量 计算式：计算式： 式中式中 。 表观密度表观密度，kg/m3。 m 材料的质量，材料的质量，kg。 V。 材料在自然材料在自然状态下的体积，状态下的体积，m3。 测定方法：测定方法：v规则试件：几何计算法；规则试件：几何计算法；v不规则试件：蜡封，饱和排水法不规则试件：蜡封，饱和排水法与含水状态的

7、关系与含水状态的关系：含水量越大，表观密度越小。含水量越大，表观密度越小。mV2 9B 建筑材料的物理性质建筑材料的物理性质与质量有关的物理性质：与质量有关的物理性质： 定义：指散粒材料（粉状或粒状材料）在堆积状态下单定义：指散粒材料（粉状或粒状材料）在堆积状态下单 位体积的重量。位体积的重量。 计算式：计算式： 测定方法：测定方法：粉状或粒状材料的质量是指填充在一定容粉状或粒状材料的质量是指填充在一定容 器内的材料质量，其堆积体积是指所用容器器内的材料质量，其堆积体积是指所用容器 的容积而言。的容积而言。 意义：在土木建筑工程中，计算材料用量、构件的自重意义：在土木建筑工程中，计算材料用量、

8、构件的自重 ，配料计算以及确定堆放空间时经常要用到材料，配料计算以及确定堆放空间时经常要用到材料 的密度、表观密度和堆积密度等数据。的密度、表观密度和堆积密度等数据。mV2 10 定义：指材料体积内被固体物质充实的程度。定义：指材料体积内被固体物质充实的程度。 计算式：计算式：B 建筑材料的物理性质建筑材料的物理性质与质量有关的物理性质：与质量有关的物理性质：%100%100000mmVVD 定义：指材料体积内孔隙体积所占材料总体积的比例定义：指材料体积内孔隙体积所占材料总体积的比例 计算式：计算式：%1001%1001%1000000P2 11B 建筑材料的物理性质建筑材料的物理性质与质量有

9、关的物理性质：与质量有关的物理性质： 定义：指指散粒材料在某堆积体积中，被其颗粒填充定义：指指散粒材料在某堆积体积中，被其颗粒填充 的程度。的程度。 计算式：计算式： 定义：指散粒材料在某堆积体积中，颗粒间的空隙体定义：指散粒材料在某堆积体积中，颗粒间的空隙体 积所占的比例。积所占的比例。 计算式：计算式：00100%100%VDV0000100%1100%1100% 1PD 2 12B 建筑材料的物理性质建筑材料的物理性质1 测定含大量开口孔隙的材料表观密度时，直接用排水法测定其体积，为何该材料的质量与所测得的体积之比不是该材料的表观密度？ 2经测定，重量为3.4kg，容积为10.0L的容量

10、筒装满绝干石子后的总重量为18.4kg。若向筒内注入水，待石子吸水饱和后，为注满此筒共注入水4.27kg。将上述吸水饱和的石子擦干表面后称得总重量为18.6kg（含筒重）。求该石子的表观密度、吸水率、堆积密度、开口孔隙率？3. 含水率5%的砂220g，其干燥后的重量是多少克？ 2 13B 建筑材料的物理性质建筑材料的物理性质与水有关的物理性质：与水有关的物理性质：亲水性憎水性v根据材料在空气中与水接触时，能否被润湿分为根据材料在空气中与水接触时，能否被润湿分为 亲水性材料：润湿角亲水性材料：润湿角90 憎水性材料：润湿角憎水性材料：润湿角90180 v建筑中大部分无机材料属于亲水材料：混凝土、

11、砂浆等建筑中大部分无机材料属于亲水材料：混凝土、砂浆等v 建筑中大部分有机材料属于憎水材料，沥青、石蜡、塑料等建筑中大部分有机材料属于憎水材料，沥青、石蜡、塑料等属于憎水材料可用作防水材料，也可用于亲水材料的表面处理。属于憎水材料可用作防水材料，也可用于亲水材料的表面处理。材料的亲水性和憎水性：材料的亲水性和憎水性： 2 14B 建筑材料的物理性质建筑材料的物理性质与水有关的物理性质：与水有关的物理性质：2 15B 建筑材料的物理性质建筑材料的物理性质与水有关的物理性质：与水有关的物理性质： 定义：材料在浸水状态下吸收水分的能力。定义：材料在浸水状态下吸收水分的能力。 指标：用吸水率表示。指标

12、：用吸水率表示。 质量吸水率：材料饱水状态质量吸水率：材料饱水状态,所吸水分质量占干质量的百所吸水分质量占干质量的百分率分率 体积吸水率：材料饱水状态，所吸收水分体积占干体积体积吸水率：材料饱水状态，所吸收水分体积占干体积百分率百分率材料的吸水性材料的吸水性%100干干吸质mmmW0100%mmWV吸干体2 16 材料的吸水性与材料的孔隙率和孔隙特征有关。材料的吸水性与材料的孔隙率和孔隙特征有关。q对于细微连通孔隙，孔隙率愈大，则吸水率愈大。对于细微连通孔隙，孔隙率愈大，则吸水率愈大。闭口闭口孔隙水分不能进去，而开口大孔虽然水分易进入，但不孔隙水分不能进去，而开口大孔虽然水分易进入，但不能存留

13、，只能润湿孔壁，所以吸水率仍然较小。能存留，只能润湿孔壁，所以吸水率仍然较小。 吸水率对材料性质的影响（强度、保温性、抗渗性、抗冻吸水率对材料性质的影响（强度、保温性、抗渗性、抗冻性），性），例如：混凝土的吸水率越大，抗冻性越差。例如：混凝土的吸水率越大，抗冻性越差。 各种材料的吸水率很不相同，差异很大，如花岗岩的吸水率各种材料的吸水率很不相同，差异很大，如花岗岩的吸水率只有只有0.50.7，混凝土的吸水率为，混凝土的吸水率为23，粘土砖的，粘土砖的吸水率达吸水率达820，而木材的吸水率可超过，而木材的吸水率可超过100。B 建筑材料的物理性质建筑材料的物理性质与水有关的物理性质：与水有关的物

14、理性质：材料的吸水性材料的吸水性2 17B 建筑材料的物理性质建筑材料的物理性质与水有关的物理性质：与水有关的物理性质：材料的吸湿性材料的吸湿性定义定义：材料在潮湿空气中吸收水分的性质。：材料在潮湿空气中吸收水分的性质。 指标：指标：含水率含水率 定义：自然状态，材料所含水分质量占其干质量的百分定义：自然状态，材料所含水分质量占其干质量的百分率率 计算式：计算式：%100干干含含mmmW2 18B 建筑材料的物理性质建筑材料的物理性质与水有关的物理性质：与水有关的物理性质：材料的耐水性材料的耐水性 定义：耐水性是指材料长期在饱和水作用下，而不破坏，定义：耐水性是指材料长期在饱和水作用下，而不破

15、坏， 其强度也不显著降低的性质。其强度也不显著降低的性质。 指标：软化系数（指标：软化系数（K软软） 干饱软ffK）的抗压强度（：材料吸水饱和状态下饱MPaf）压强度（：材料干燥状态下的抗干MPaf2 19B 建筑材料的物理性质建筑材料的物理性质与水有关的物理性质：与水有关的物理性质：材料的耐水性材料的耐水性| 一般材料吸水后，强度降低，但降低的程度不同，例如：石一般材料吸水后，强度降低，但降低的程度不同，例如：石 膏和混凝土。膏和混凝土。 因为水分会分散在材料内微粒的表面，削弱其内部结合力，则有不同程度的。当材料内含有可溶性物质时（如石膏、石灰等），吸入的水还可能溶解部分物质，造成强度的严重

16、降低。| 软化系数的范围波动在软化系数的范围波动在01之间，当软化系数大于之间，当软化系数大于0.80时，认为时，认为是耐水性的材料。受水浸泡或处于潮湿环境的建筑物，则必须是耐水性的材料。受水浸泡或处于潮湿环境的建筑物，则必须选用软化系数不低于选用软化系数不低于0.85的材料建造。的材料建造。2 20B 建筑材料的物理性质建筑材料的物理性质与水有关的物理性质：与水有关的物理性质：材料的耐水性材料的耐水性| 一般材料吸水后，强度降低，但降低的程度不同，例如：石一般材料吸水后，强度降低，但降低的程度不同，例如：石 膏和混凝土。膏和混凝土。 因为水分会分散在材料内微粒的表面，削弱其内部结合力，则有不

17、同程度的。当材料内含有可溶性物质时（如石膏、石灰等），吸入的水还可能溶解部分物质，造成强度的严重降低。| 软化系数的范围波动在软化系数的范围波动在01之间，当软化系数大于之间，当软化系数大于0.80时，认为时，认为是耐水性的材料。受水浸泡或处于潮湿环境的建筑物，则必须是耐水性的材料。受水浸泡或处于潮湿环境的建筑物，则必须选用软化系数不低于选用软化系数不低于0.85的材料建造。的材料建造。2 21B 建筑材料的物理性质建筑材料的物理性质与水有关的物理性质：与水有关的物理性质：抗渗性抗渗性 定义：材料抵抗压力水渗透的性质。定义：材料抵抗压力水渗透的性质。 指标：指标： 1）渗透系数：）渗透系数：

18、式中：式中： K 渗透系数，渗透系数，cm/h；A 透水面积，透水面积，cm2； Q 透水量，透水量，cm3； t 时间，时间，h ；d 试件厚度，试件厚度，cm； H 静水压力水头，静水压力水头，cm。AtHQdK K的意义的意义：抗渗系数越小，表明抗渗性能越好。抗渗系数越小，表明抗渗性能越好。2 22B 建筑材料的物理性质建筑材料的物理性质与水有关的物理性质：与水有关的物理性质：抗渗性等级抗渗性等级定义：指用标准方法进行透水试验时，石料、砼或砂浆所能承受定义：指用标准方法进行透水试验时，石料、砼或砂浆所能承受的最大水压力。的最大水压力。 表示方法：字母表示方法：字母P+可承受的水压力（以可

19、承受的水压力（以0.1MPa为单位）来表示抗为单位）来表示抗渗等级。渗等级。 举例：如举例：如P4、P6、P8、P10等，表示试件能承受逐步增高至等，表示试件能承受逐步增高至0.4MPa、0.6MPa、0.8MPa、1.0MPa的水压而不渗透。的水压而不渗透。2 23B 建筑材料的物理性质建筑材料的物理性质与水有关的物理性质：与水有关的物理性质：抗渗性抗渗性抗渗性是决定材料耐久性的主要指标（抗冻性和抗侵蚀性）。抗渗性是决定材料耐久性的主要指标（抗冻性和抗侵蚀性）。 材料的抗渗性与材料内部的空隙率特别是材料的抗渗性与材料内部的空隙率特别是开口孔隙率开口孔隙率有关，开口有关，开口空隙率越大，大孔含

20、量越多，则抗渗性越差。材料的抗渗性还与材空隙率越大，大孔含量越多，则抗渗性越差。材料的抗渗性还与材料的料的增水性和亲水性增水性和亲水性有关，增水性材料的抗渗性优于亲水性材料。有关，增水性材料的抗渗性优于亲水性材料。 地下建筑及水工建筑等，因经常受压力水的作用，所用材料应具地下建筑及水工建筑等，因经常受压力水的作用，所用材料应具有一定的抗渗性。对于防水材料则应具有好的抗渗性。有一定的抗渗性。对于防水材料则应具有好的抗渗性。2 24B 建筑材料的物理性质建筑材料的物理性质与水有关的物理性质：与水有关的物理性质：抗冻性抗冻性定义：材料饱水状态下，能经受多次冻融交替作用，既不破坏定义：材料饱水状态下，

21、能经受多次冻融交替作用，既不破坏 强度又不显著下降的性质。强度又不显著下降的性质。指标：抗冻等级指标：抗冻等级 抗压强度下降抗压强度下降 25%；质量损失；质量损失 5%时能经受冻融时能经受冻融 循环的循环的最大次数最大次数。 例如：例如： F150混凝土混凝土该混凝土能够抵抗的最大冻融循环次数该混凝土能够抵抗的最大冻融循环次数为为150次次。2 25B 建筑材料的物理性质建筑材料的物理性质与水有关的物理性质：与水有关的物理性质：抗冻性抗冻性材料抗冻标号的选择，是根据结构物的种类、使用条件、气候条材料抗冻标号的选择，是根据结构物的种类、使用条件、气候条件等来决定的。件等来决定的。烧结普通砖、陶

22、瓷面砖、轻混凝土等墙体材料，一般要求其抗冻烧结普通砖、陶瓷面砖、轻混凝土等墙体材料，一般要求其抗冻标号为标号为D15D15或或D25D25；用于桥梁和道路的混凝土应为用于桥梁和道路的混凝土应为D50D50、D100D100或或D200 D200 。水工混凝土要求高达水工混凝土要求高达D500D500。2 261.材料的软化系数越大，则其 A)耐水性越好 B)耐水性越差 C)抗冻性越好 D)抗冻性越差2.干燥的石材试样重500g，浸入水中吸水饱和后排出水的体积是190cm3，取出后抹干再浸入水中排开水的体积是200cm3，求此石材的表观密度、体积吸水率和重量吸水率。 B 建筑材料的物理性质建筑材

23、料的物理性质2 273.材料的开口孔隙率越多，则其 。 A)耐水性越好 B)耐水性越差 C)抗渗性越好 D)抗渗性越差4. 材料吸水后，将使材料的 提高。 A)耐久性 B)强度 C)保温 D)导热系数B 建筑材料的物理性质建筑材料的物理性质2 285 干燥石材试样重964g，浸入水中吸水饱和后, 取出抹干再浸入水中排出水的体积是370cm3，取出后称得重量为970g，磨细后烘干再浸入水中排出水的体积是356cm3。求：(1)该石材的密度和表观密度； (2)开口孔隙率和闭口孔隙率。 B 建筑材料的物理性质建筑材料的物理性质2 29B 建筑材料的物理性质建筑材料的物理性质与热工有关的物理性质：与热

24、工有关的物理性质：材料的导热性材料的导热性定义：当材料两面存在温度差时，热量从材料一面通过材料传导定义：当材料两面存在温度差时，热量从材料一面通过材料传导至另一面的性质，称为材料的导热性。至另一面的性质，称为材料的导热性。指标：导热系数指标：导热系数 21()QdAt TT 物理意义：导热系数为单位厚度物理意义：导热系数为单位厚度(1m)的材料、两面温度差为的材料、两面温度差为1 时、在单位时间时、在单位时间(1s)内通过单位面积内通过单位面积(1)的热量。的热量。2 30B 建筑材料的物理性质建筑材料的物理性质与热工有关的物理性质：与热工有关的物理性质：材料的导热性材料的导热性工程意义：判断

25、材料的保温隔热性能（工程意义：判断材料的保温隔热性能（传热越传热越保温保温性性） 各种材料的导热系数差别很大，常见建筑材料的导热系数范围是各种材料的导热系数差别很大，常见建筑材料的导热系数范围是0.0353.5 W(mK)，工程中通常把，工程中通常把0.23W(mK)的材料称的材料称为为绝热材料（保温和隔热材料）绝热材料（保温和隔热材料）。2 31B 建筑材料的物理性质建筑材料的物理性质与热工有关的物理性质：与热工有关的物理性质：材料的导热性材料的导热性影响导热性的因素：影响导热性的因素：材料的化学组成与结构材料的化学组成与结构 p 化学组成不同的材料，其导热系数不同，所以不同材料的导化学组成

26、不同的材料，其导热系数不同，所以不同材料的导热系数也不同。热系数也不同。 p 如：一般情况下，导热系数的大小为：如：一般情况下，导热系数的大小为：1. 金属材料非金属材料金属材料非金属材料 有机材料有机材料2 32B 建筑材料的物理性质建筑材料的物理性质与热工有关的物理性质：与热工有关的物理性质：材料的导热性材料的导热性孔隙率和空隙构造特征孔隙率和空隙构造特征 P，导热性，导热性，原因是静止空气的，原因是静止空气的一般材一般材 料的料的。 P一定时，随着连通孔和粗孔的增多，一定时，随着连通孔和粗孔的增多，因为若孔隙粗大或贯，因为若孔隙粗大或贯通，对流作用加强，通，对流作用加强，。材料的湿度和温

27、度材料的湿度和温度 材料受潮后，材料受潮后，导热性，导热性，保温隔热性，保温隔热性（水水空气空气） 材料再受冻，材料再受冻，进一步进一步，保温隔热性进一步，保温隔热性进一步(冰冰水水)。2 33B 建筑材料的物理性质建筑材料的物理性质与热工有关的物理性质：与热工有关的物理性质：热容热容v定义：材料受热时吸收热量，冷却时放出热量的性质。用比热定义：材料受热时吸收热量，冷却时放出热量的性质。用比热容容C表示。表示。v在建筑工程中的作用：大比热容的材料对保持室内温度的相对在建筑工程中的作用：大比热容的材料对保持室内温度的相对稳定有很大影响稳定有很大影响。21()Qcm TT2 34材料名称材料名称

28、导热系数导热系数W/(mK) 比热比热J/(gK) 钢钢 55 0.46 玻璃玻璃0.9 花岗岩花岗岩 3.49 0.92 普通混凝土普通混凝土 1.510.88 水泥砂浆水泥砂浆 0.93 0.84 普通粘土砖普通粘土砖 0.81 0.84 粘土空心砖粘土空心砖 0.64 0.92 松木松木 0.170.35 2.51 泡沫塑料泡沫塑料 0.03 1.30 冰冰 2.20 2.05 水水 0.60 4.19 静止空气静止空气 0.023 常常用用建建筑筑材材料料的的热热工工性性质质指指标标B 建筑材料的物理性质建筑材料的物理性质2 351中空玻璃为什么比同厚度的实心玻中空玻璃为什么比同厚度的

29、实心玻 璃保温性能好？璃保温性能好？2保温材料为什么保持干燥状态保温保温材料为什么保持干燥状态保温 效果较好？效果较好？B 建筑材料的物理性质建筑材料的物理性质2 36B 建筑材料的力学性质建筑材料的力学性质材料的强度：材料的强度：v 材料的强度材料的强度是材料在应力作用下是材料在应力作用下抵抗破坏抵抗破坏的能力。通常情况下，的能力。通常情况下，材料内部的应力多由外力（或荷载）作用而引起，随着外力增加，材料内部的应力多由外力（或荷载）作用而引起，随着外力增加，应力也随之增大，直至应力超过材料内部质点所能抵抗的极限，应力也随之增大，直至应力超过材料内部质点所能抵抗的极限，即强度极限，材料发生破坏

30、。即强度极限，材料发生破坏。v在工程上，通常采用在工程上，通常采用破坏试验法破坏试验法对材料的强度进行实测。将预对材料的强度进行实测。将预先制作的试件放置在材料试验机上，施加外力（荷载）直至破坏，先制作的试件放置在材料试验机上，施加外力（荷载）直至破坏，根据试件尺寸和破坏时的荷载值，计算材料的强度。根据试件尺寸和破坏时的荷载值，计算材料的强度。2 37B 建筑材料的力学性质建筑材料的力学性质材料的强度：材料的强度：v根据外力作用方式不同分类根据外力作用方式不同分类: 抗压强度、抗拉强度、抗压强度、抗拉强度、 抗弯强度（或抗折强度）及抗剪强度抗弯强度（或抗折强度）及抗剪强度。如下图所示：如下图所

31、示：2 38B 建筑材料的力学性质建筑材料的力学性质材料的强度：材料的强度：2 39B 建筑材料的力学性质建筑材料的力学性质材料的强度：材料的强度：2 40B 建筑材料的力学性质建筑材料的力学性质材料的强度：材料的强度：2 41B 建筑材料的力学性质建筑材料的力学性质材料的强度：材料的强度：v材料的抗压、抗拉、抗剪强度可直接由下式计算：材料的抗压、抗拉、抗剪强度可直接由下式计算： f-材料强度， MPa Fmax-材料破坏时的最大荷载，N A-试件受力面积，mm2AFfmax2 42B 建筑材料的力学性质建筑材料的力学性质材料的强度：材料的强度：v抗弯强度（抗折强度抗弯强度（抗折强度 ）的计算

32、）的计算 ：232PLfbh单点加荷：单点加荷： 三分点加荷：三分点加荷： 2PLfbhppppLpLL / 3 L / 3 L / 3P / 2P / 2bpp( a )( b )( c )( d )2 43B 建筑材料的力学性质建筑材料的力学性质v弹性变形：弹性变形：材料在外力作用下产生变形，当外力取材料在外力作用下产生变形，当外力取消后，能够完全恢复原来形状的性质。这种完全恢复消后，能够完全恢复原来形状的性质。这种完全恢复的变形称为弹性变形（或瞬时变形）。的变形称为弹性变形（或瞬时变形）。v弹性模数：弹性模数： E表示材料抵抗变形的指标，表示材料抵抗变形的指标，E值越大，材料越不易变形，

33、值越大，材料越不易变形，即抵抗变形的能力越强。即抵抗变形的能力越强。E材料的变形：材料的变形：2 44B 建筑材料的力学性质建筑材料的力学性质v塑性变形：塑性变形：材料在外力作用下产生变形，如果外力材料在外力作用下产生变形，如果外力取消后，仍能保持变形后的形状和尺寸，并且不产生取消后，仍能保持变形后的形状和尺寸，并且不产生裂缝的性质。这种不能恢复的变形称为塑性变形（或裂缝的性质。这种不能恢复的变形称为塑性变形（或永久变形）。永久变形）。v常见塑性材料：常见塑性材料：混凝土拌合物、水泥浆、钢材、沥混凝土拌合物、水泥浆、钢材、沥青等。青等。材料的变形：材料的变形：2 45B 建筑材料的力学性质建筑

34、材料的力学性质材料的变形：材料的变形：塑性变形塑性变形弹性变形弹性变形2 46B 建筑材料的力学性质建筑材料的力学性质材料的脆性和韧性：材料的脆性和韧性：v脆性：脆性：当外力达到一定限度后，材料突然破坏，而当外力达到一定限度后，材料突然破坏，而破坏时并无破坏时并无 明显的塑性变形的性质。明显的塑性变形的性质。v特点：特点：破坏时，变形小；抗压强度高而抗拉、抗折破坏时，变形小；抗压强度高而抗拉、抗折强度低强度低v常见脆性材料：常见脆性材料：大部分无机非金属材料均属脆性材大部分无机非金属材料均属脆性材料，如天然石材，烧结普通砖、陶瓷、玻璃、普通混料，如天然石材，烧结普通砖、陶瓷、玻璃、普通混凝土砂

35、浆等。凝土砂浆等。2 47B 建筑材料的力学性质建筑材料的力学性质材料的脆性和韧性：材料的脆性和韧性：脆性材料脆性材料2 48B 建筑材料的力学性质建筑材料的力学性质材料的脆性和韧性：材料的脆性和韧性：v韧性（冲击韧性）：韧性（冲击韧性）：在冲击、震动荷载作用下，材在冲击、震动荷载作用下，材料能够吸收较大的能量，同时也能产生一定的变形而料能够吸收较大的能量，同时也能产生一定的变形而不致破坏的性质。不致破坏的性质。v常见韧性材料：常见韧性材料：低碳钢、木材、玻璃钢等。采用冲低碳钢、木材、玻璃钢等。采用冲击试验测定击试验测定v路面、桥梁、吊车梁以及有抗震要求的结构都要考路面、桥梁、吊车梁以及有抗震

36、要求的结构都要考虑材料的韧性。虑材料的韧性。2 49B 建筑材料的力学性质建筑材料的力学性质材料的脆性和韧性：材料的脆性和韧性：韧性材料韧性材料2 50B 建筑材料的力学性质建筑材料的力学性质材料的硬度与耐磨性：材料的硬度与耐磨性：v硬度：硬度：材料表面的坚硬程度，是抵抗其它硬物刻划、压入其表材料表面的坚硬程度，是抵抗其它硬物刻划、压入其表面的能力面的能力 v常见材料：常见材料：混凝土拌合物、水泥浆、钢材、沥青等混凝土拌合物、水泥浆、钢材、沥青等v测定方法：测定方法：刻划法，回弹法和压入法刻划法，回弹法和压入法刻划法：刻划法：用于天然矿物硬度的划分，按滑石、石膏、方解石、用于天然矿物硬度的划分

37、，按滑石、石膏、方解石、萤石、磷灰石、长石、石英、黄晶刚玉、金刚石的顺序，分为萤石、磷灰石、长石、石英、黄晶刚玉、金刚石的顺序，分为10个硬度等级个硬度等级回弹法：回弹法：用于测定混凝土表面硬度，并间接推算混凝土的强度用于测定混凝土表面硬度，并间接推算混凝土的强度2 51B 建筑材料的力学性质建筑材料的力学性质材料的硬度与耐磨性：材料的硬度与耐磨性：v耐磨性：耐磨性：耐磨性是材料表面抵抗磨损的能力耐磨性是材料表面抵抗磨损的能力v指标：指标：材料的耐磨性用磨耗率表示材料的耐磨性用磨耗率表示AmmG21式中：式中：G-材料的磨耗率，材料的磨耗率， （g/cm2） m1 -材料磨损前的质量，（材料磨

38、损前的质量，（g） m2-材料磨损后的质量，（材料磨损后的质量，（g） A-材料试件的受磨面积材料试件的受磨面积 （cm2）2 521.材料的强度与强度等级有何区别？材料的强度与强度等级有何区别？2.在有冲击、振动荷载的部位宜选用具有哪些在有冲击、振动荷载的部位宜选用具有哪些特性的材料？为什么？特性的材料？为什么？B 建筑材料的力学性质建筑材料的力学性质2 53B 建筑材料的耐久性建筑材料的耐久性侵蚀作用的主要类型：侵蚀作用的主要类型：材料的耐久性材料的耐久性是泛指材料在长期的使用过程中，抵抗周围各种介质是泛指材料在长期的使用过程中，抵抗周围各种介质的侵蚀，且长久保持材料原有性能而不变质、不破

39、坏的能力。的侵蚀，且长久保持材料原有性能而不变质、不破坏的能力。 物理作用：物理作用：可有干湿变化、温度变化及冻融变化等。这些作可有干湿变化、温度变化及冻融变化等。这些作用将使材料发生体积的胀缩，或导致内部裂缝的扩展。时间用将使材料发生体积的胀缩，或导致内部裂缝的扩展。时间长久之后即会使材料逐渐破坏。在寒冷地区，冻融变化对材长久之后即会使材料逐渐破坏。在寒冷地区，冻融变化对材料会起着显著的破坏作用。在高温环境下，经常处于高温状料会起着显著的破坏作用。在高温环境下，经常处于高温状态的建筑物或构筑物，所选用的建筑材料要具有耐热性能。态的建筑物或构筑物，所选用的建筑材料要具有耐热性能。2 54侵蚀作

40、用的主要类型：侵蚀作用的主要类型：化学作用：化学作用：包括大气、环境水以及使用条件下酸、碱、盐等包括大气、环境水以及使用条件下酸、碱、盐等液体或有害气体对材料的侵蚀作用。液体或有害气体对材料的侵蚀作用。机械作用：机械作用：包括使用荷载的持续作用，交变荷载引起材料疲包括使用荷载的持续作用，交变荷载引起材料疲劳，冲击、磨损、磨耗等。劳，冲击、磨损、磨耗等。生物作用：生物作用：包括菌类、昆虫等的作用而使材料腐朽、蛀蚀而包括菌类、昆虫等的作用而使材料腐朽、蛀蚀而破坏破坏。B 建筑材料的耐久性建筑材料的耐久性2 55侵蚀作用的主要类型：侵蚀作用的主要类型：耐久性是一个综合性性能，包括抵抗上述各种因素的长

41、期作用耐久性是一个综合性性能，包括抵抗上述各种因素的长期作用耐久性主要包括：耐久性主要包括：v抗渗性抗渗性v抗冻性抗冻性v抗腐蚀性抗腐蚀性v抗碳化性抗碳化性v抗侵蚀性抗侵蚀性v抗碱骨料反应抗碱骨料反应B 建筑材料的耐久性建筑材料的耐久性2 56提高材料的耐久性：提高材料的耐久性：合理选择材料和正确施工合理选择材料和正确施工改善材料使用条件，减轻外界作用对材料的改善材料使用条件，减轻外界作用对材料的影响影响采取表面保护措施采取表面保护措施使用耐腐蚀材料使用耐腐蚀材料B 建筑材料的耐久性建筑材料的耐久性2 572.材料吸水后，将使材料的强度提高。3.材料的孔隙率越大，吸水率越大。4.某材料的软化系

42、数为0.85，可用于建筑物的底层。5.材料的孔隙率恒定时，孔隙尺寸越小，强度越高。2 586.软化系数是衡量材料什么性能的指标（ ）7.当材料的润湿角为（ ）时，称为憎水性材料。909008.含水率是表示材料（）大小的指标。吸湿性耐水性吸水性抗渗性9.以下哪一项不是冻融破坏的表现（ ）剥落裂纹密度减小强度降低强度耐久性抗渗性耐水性2 59B 建筑材料的组成与结构建筑材料的组成与结构材料的组成：材料的组成：v定义：定义：化学组成是指构成材料的化学元素及化合物化学组成是指构成材料的化学元素及化合物 的种类及数量。的种类及数量。v表示方法：表示方法：q-金属材料以各化学元素含量表示金属材料以各化学元

43、素含量表示 q-无机非金属材料以各氧化物含量表示无机非金属材料以各氧化物含量表示 q-有机材料以各化合物的含量表示有机材料以各化合物的含量表示v意义意义:化学组成是决定材料化学性质、物理性质、力学化学组成是决定材料化学性质、物理性质、力学 性质的主要因素之一性质的主要因素之一 2 60材料的组成：材料的组成：v定义：定义：q矿物矿物是具有一定化学成分和结构特征的单质或化合物。是具有一定化学成分和结构特征的单质或化合物。q矿物组成矿物组成是指构成材料的矿物的种类和数量。是指构成材料的矿物的种类和数量。 v意义意义:也是决定无机非金属材料化学性质、物理性也是决定无机非金属材料化学性质、物理性 质、

44、力学性质和耐久性的重要因素之一。质、力学性质和耐久性的重要因素之一。v举例举例: 如硅酸盐水泥熟料的主要矿物组成为硅酸三钙、如硅酸盐水泥熟料的主要矿物组成为硅酸三钙、硅酸二钙、铝酸三钙和铁铝酸四钙，硅酸三钙含量越硅酸二钙、铝酸三钙和铁铝酸四钙，硅酸三钙含量越多，硅酸盐水泥的早期强度越高，水化热越大。多，硅酸盐水泥的早期强度越高，水化热越大。B 建筑材料的组成与结构建筑材料的组成与结构2 61v定义：定义：材料中结构相近性质相同的均匀部分矿物。材料中结构相近性质相同的均匀部分矿物。v例如，例如，自然界中的物质可以分为气、固、液三大相自然界中的物质可以分为气、固、液三大相v同一种材料可以由多相的相

45、组成。同一种材料可以由多相的相组成。p例如建筑钢材就有铁素体、渗碳体和珠光体，它例如建筑钢材就有铁素体、渗碳体和珠光体，它 们的比例不同，就能生产出不同强度和塑性的钢们的比例不同，就能生产出不同强度和塑性的钢 材。材。 v两种或以上相组成的材料是复合材料。两种或以上相组成的材料是复合材料。p 混凝土可认为由集料颗粒（集料相）分散在水泥混凝土可认为由集料颗粒（集料相）分散在水泥 浆体（基相）中组成的两相复合材料；浆体（基相）中组成的两相复合材料；p 钢筋混凝土又可认为是钢筋和混凝土两相的复合材料。钢筋混凝土又可认为是钢筋和混凝土两相的复合材料。 材料的组成：材料的组成：B 建筑材料的组成与结构建

46、筑材料的组成与结构2 62v定义：定义：是指用肉眼和放大镜能够分辨的粗大组织是指用肉眼和放大镜能够分辨的粗大组织 （毫米级及以上）（毫米级及以上）v分类（孔和构成形态）分类（孔和构成形态）q 致密结构致密结构q 多孔结构多孔结构q 纤维结构纤维结构p 层状结构层状结构p 散粒结构散粒结构p 纹理结构纹理结构材料的结构：材料的结构：B 建筑材料的组成与结构建筑材料的组成与结构2 63v定义：定义：用电子显微镜、用电子显微镜、X-射线衍射仪等手段来研究原射线衍射仪等手段来研究原 子、分子层次的结构子、分子层次的结构v意义：意义：决定着材料的许多物理、力学性质，如强度、决定着材料的许多物理、力学性质

47、，如强度、 硬度、熔点、导热性、导电性等分类硬度、熔点、导热性、导电性等分类v分类分类q晶体晶体 q非晶体（玻璃体）非晶体（玻璃体）q胶体胶体 材料的结构：材料的结构：B 建筑材料的组成与结构建筑材料的组成与结构2 64晶体晶体其内部质点按照特定的规则在空间周期性排列其内部质点按照特定的规则在空间周期性排列具有特定的几何外形和固定的熔点固定熔点具有特定的几何外形和固定的熔点固定熔点按晶体的质点间结合键的特性，晶体又分为：按晶体的质点间结合键的特性，晶体又分为：l 原子晶体原子晶体l分子晶体分子晶体l离子晶体离子晶体l金属晶体金属晶体材料的结构：材料的结构：B 建筑材料的组成与结构建筑材料的组成

48、与结构2 65非晶体非晶体也称玻璃体，是熔融物在急速冷却时，质点来不及作有规则的排列而也称玻璃体，是熔融物在急速冷却时，质点来不及作有规则的排列而形成的无定形体形成的无定形体具有各向同性，没有固定的熔点具有各向同性，没有固定的熔点具有化学不稳定性，容易与其他物质反应或自行缓慢地向晶体转换具有化学不稳定性，容易与其他物质反应或自行缓慢地向晶体转换 l如在水泥、混凝土中使用的粒化高炉矿渣、火山灰、粉煤灰等均如在水泥、混凝土中使用的粒化高炉矿渣、火山灰、粉煤灰等均属玻璃体，在有水存在条件下，它们能与石膏、石灰发生反应，生属玻璃体，在有水存在条件下，它们能与石膏、石灰发生反应，生成具有水硬性的产物。成

49、具有水硬性的产物。 材料的结构：材料的结构：B 建筑材料的组成与结构建筑材料的组成与结构2 66材料的结构：材料的结构：B 建筑材料的组成与结构建筑材料的组成与结构2 67胶胶 体体是指以极微小的质点（是指以极微小的质点（1100m ）分散在介质中所形成的结构）分散在介质中所形成的结构 具有较强的粘结力：具有较强的粘结力：l原因：原因：由于胶体的质点很微小，其总的表面积很大，由于胶体的质点很微小，其总的表面积很大， 因而表面能很大，有很强的吸附力，因而表面能很大，有很强的吸附力，l例如：例如：胶体硅酸盐水泥水化产物中的胶体将砂石粘结胶体硅酸盐水泥水化产物中的胶体将砂石粘结 在一起形成整体，就形

50、成了混凝土。在一起形成整体，就形成了混凝土。胶体在长期应力作用下，又具有粘性液体的流动性质。胶体在长期应力作用下，又具有粘性液体的流动性质。l正是由于硅酸盐水泥的主要水化产物是凝胶体，混凝土的相变就正是由于硅酸盐水泥的主要水化产物是凝胶体，混凝土的相变就是由于水泥凝胶体而产生的。是由于水泥凝胶体而产生的。 材料的结构：材料的结构：B 建筑材料的组成与结构建筑材料的组成与结构2 68组成组成+结构共同决定性质结构共同决定性质: 组成不同，性质不同组成不同，性质不同l如，混凝土与钢材。如，混凝土与钢材。 组成相同，结构不同，性能也不同组成相同，结构不同，性能也不同。l 如：如：C有三种形态有三种形

51、态不定型碳、石墨和金刚石。不定型碳、石墨和金刚石。B 建筑材料的组成与结构建筑材料的组成与结构材料的组成、结构对性质的影响材料的组成、结构对性质的影响 从组成和结构上来研究建筑材料的性质，才能深入从组成和结构上来研究建筑材料的性质，才能深入其本质，对改进与提高材料性能以及创制新型材料都有其本质，对改进与提高材料性能以及创制新型材料都有着重要的意义。着重要的意义。2 69某工程灌浆材料采用水泥净浆，为了达到较好的某工程灌浆材料采用水泥净浆，为了达到较好的施工性能，配合比中要求加入硅粉，并对硅粉的化学施工性能，配合比中要求加入硅粉，并对硅粉的化学组成和细度提出要求，但施工单位将硅粉理解为磨细组成和

52、细度提出要求，但施工单位将硅粉理解为磨细石英粉，生产中加入的磨细石英粉的化学组成和细度石英粉，生产中加入的磨细石英粉的化学组成和细度均满足要求，在实际使用中效果不好，水泥浆体成分均满足要求，在实际使用中效果不好，水泥浆体成分不均，请分析原因。不均，请分析原因。 B 建筑材料的组成与结构建筑材料的组成与结构2 70讨论：B 建筑材料的组成与结构建筑材料的组成与结构 硅粉又称硅灰，是硅铁厂烟尘中回收的副产品，其化学组成为SiO2，微观结构为表面光滑的玻璃体，能改善水泥净浆施工性能。磨细石英粉的化学组成也为SiO2，微观结构为晶体，表面粗糙，对水泥净浆的施工性能有负作用。硅粉和磨细石英粉虽然化学成分

53、相同，但细度不同，微观结构不同，导致材料的性能差异明显 。2 713.2 粘土砖瓦粘土砖瓦B 普通粘土实心粘普通粘土实心粘生产工艺生产工艺采土采土 原料配制原料配制 制坯制坯 干燥干燥 焙烧焙烧 成品成品技术性能指标技术性能指标 烧结普通砖烧结普通砖 GB/T5101-2003 GB/T5101-2003规定，普通粘土砖的技术要求规定，普通粘土砖的技术要求包括尺寸偏差、外观质量、强度等级和耐久性等方面。分为优等品、包括尺寸偏差、外观质量、强度等级和耐久性等方面。分为优等品、一等品和合格品一等品和合格品3 3个等级。个等级。2 72B 普通粘土实心粘普通粘土实心粘技术性能指标技术性能指标技术要求

54、技术要求 （1 1）形状尺寸）形状尺寸 24024011511553mm53mm （2 2）强度）强度 普通粘土砖的强度等级根据普通粘土砖的强度等级根据1010块砖的抗压强度平均值、标准块砖的抗压强度平均值、标准值或最小值划分，共分为值或最小值划分，共分为MU30MU30、MU25MU25、MU20MU20、MU15MU15、MU10MU10五个等级。五个等级。 2 73B 普通粘土实心粘普通粘土实心粘技术性能指标技术性能指标砖的耐久性砖的耐久性砖的抗风化性能通常用抗冻性、吸水率及饱和系数三项指标划分砖的抗风化性能通常用抗冻性、吸水率及饱和系数三项指标划分抗冻性抗冻性: :抵抗多次抵抗多次“冻

55、融循环冻融循环”而不疲劳、破、坏的性质而不疲劳、破、坏的性质吸水率吸水率: :常温泡水常温泡水24h24h的重量吸水率的重量吸水率饱和系数饱和系数: :常温常温24h24h吸水率与吸水率与5h5h沸煮吸水率之比沸煮吸水率之比泛霜泛霜: :粘土原料中的可溶性盐类（如硫酸钠等），随着砖内水分蒸粘土原料中的可溶性盐类（如硫酸钠等），随着砖内水分蒸发而在砖表面产生的盐析现象发而在砖表面产生的盐析现象石灰爆裂石灰爆裂: :原料中夹带石灰，在高温熔烧生成过火石灰。过火石灰原料中夹带石灰，在高温熔烧生成过火石灰。过火石灰在砖体内吸水膨胀，导致砖体膨胀破坏，这种现象称为石灰爆裂。在砖体内吸水膨胀，导致砖体膨胀

56、破坏，这种现象称为石灰爆裂。2 74B 普通粘土实心粘普通粘土实心粘普通粘土砖的应用普通粘土砖的应用可用作建筑维护结构可用作建筑维护结构可砌筑柱、拱、烟囱、窑身、沟道及基础等可砌筑柱、拱、烟囱、窑身、沟道及基础等可与隔热材料配套使用，砌成轻体墙可与隔热材料配套使用，砌成轻体墙可配置适当的钢筋代替钢筋混凝土柱、过梁等。可配置适当的钢筋代替钢筋混凝土柱、过梁等。烧结普通砖优等品用于清水墙的砌筑，一等品、合格品可用于混烧结普通砖优等品用于清水墙的砌筑，一等品、合格品可用于混水墙的砌筑。中等泛霜的砖不能用于潮湿部位。水墙的砌筑。中等泛霜的砖不能用于潮湿部位。2 75B 粘土空心砖与粘土多孔砖粘土空心砖

57、与粘土多孔砖 定义定义 按照国家标准按照国家标准JC/T1990-96砖和砌块名词术语砖和砌块名词术语可分可分为两大类，即为两大类，即多孔砖多孔砖（承重空心砖）和（承重空心砖）和空心砖空心砖（非承重空（非承重空心砖）。心砖）。 一般来说，多孔砖的孔洞率超过一般来说，多孔砖的孔洞率超过25%，孔尺寸小而多，孔尺寸小而多，且为竖向孔的砖称为多孔砖。且为竖向孔的砖称为多孔砖。 孔洞率大于孔洞率大于35%，孔尺寸大而少，且为水平孔的砖称，孔尺寸大而少，且为水平孔的砖称为空心砖。为空心砖。2 76B 粘土空心砖与粘土多孔砖粘土空心砖与粘土多孔砖v密度：密度：11001100 1400kg/m1400kg

58、/m3 3v优点：优点：与普通粘土砖相比，可节省粘土与普通粘土砖相比，可节省粘土20%20%30%30%，节，节约燃料约燃料10%10%20%20%，减轻自重，减轻自重30%30%左右，且烧成率高，施左右，且烧成率高，施工效率高，并改善绝热性能和隔声性能。工效率高，并改善绝热性能和隔声性能。 v孔特征：孔特征：空心砖的孔洞则垂直于受力方向。空心砖的孔洞则垂直于受力方向。B 粘土空心砖与粘土多孔砖粘土空心砖与粘土多孔砖 粘土空心砖粘土空心砖2 77v孔特征：孔特征：多孔砖使用时孔洞方向平行于受力方向多孔砖使用时孔洞方向平行于受力方向v用途：用途：多孔砖常用作六层以下的承重砌体多孔砖常用作六层以下

59、的承重砌体B 粘土空心砖与粘土多孔砖粘土空心砖与粘土多孔砖 粘土多孔砖粘土多孔砖2 78B 其它砌墙材料其它砌墙材料 烧结页岩砖烧结页岩砖u该产品以页岩为原料，采用砖机高真空挤出成型、一次码烧的生产该产品以页岩为原料，采用砖机高真空挤出成型、一次码烧的生产工艺。工艺。u与普通烧结多孔砖相比，具有保温、隔热、轻质、高强和施工高效与普通烧结多孔砖相比，具有保温、隔热、轻质、高强和施工高效等特点。等特点。u烧结页岩砖作为一种新型建筑节能墙体材料，既可用于砌筑承重墙，烧结页岩砖作为一种新型建筑节能墙体材料，既可用于砌筑承重墙，又具有良好的热工性能，符合施工建筑模数，减少施工过程中的损耗，又具有良好的热

60、工性能，符合施工建筑模数，减少施工过程中的损耗，提高工作效率；孔洞率达到提高工作效率；孔洞率达到35%35%以上，可减少墙体的自重，节约基础以上，可减少墙体的自重，节约基础工程费用。工程费用。2 79B 其它砌墙材料其它砌墙材料 烧结煤矸石砖烧结煤矸石砖u该产品以煤矸石为主要原料，经选择、粉碎、成型、干燥、焙该产品以煤矸石为主要原料，经选择、粉碎、成型、干燥、焙烧而成的。烧而成的。u可节约烧砖用煤，并大量利用工业废料，节约烧砖用土。可节约烧砖用煤，并大量利用工业废料，节约烧砖用土。u生产周期短、干燥性好、色深红而均匀，声音清脆，在一般建生产周期短、干燥性好、色深红而均匀，声音清脆，在一般建筑工